绥中36-1终端原油储罐腐蚀缺陷应力与可靠度分析

发布时间：2020-11-11 14:41

　　 储罐为薄壁、变壁厚结构,是石油化工行业中必不可少的重要设施,在国民经济的发展中起到重要作用。储罐中存在的腐蚀缺陷会导致应力状态的改变,一旦储罐发生失效,将可能导致火灾、爆炸等灾难性事故的发生。绥中36-1终端原油储罐存在着不同程度的腐蚀,随着其发展将影响储罐的安全运行。针对储罐腐蚀缺陷特征,建立含腐蚀缺陷储罐应力分析有限元模型、可靠度计算模型,计算不同腐蚀缺陷深度下的储罐可靠度和失效概率,提出合理的储罐安全管理措施。具体研究内容和取得的主要成果如下：(1)全面收集储罐设计、施工、运行和维护等资料,储罐罐壁腐蚀缺陷为半圆柱形凹槽。(2)基于Von-Mises应力网格无关性分析,建立单个、多个凹槽腐蚀缺陷应力分析三维有限元模型,对比罐壁径向位移理论计算结果,验证了含腐蚀缺陷储罐三维有限元模型的正确性。(3)根据目前腐蚀缺陷及发展缺陷的深度、弧长、宽度和位置,分析储罐腐蚀缺陷的应力分布规律与临界腐蚀缺陷深度。考虑轴向相邻缺陷的相互影响,确定不同腐蚀缺陷弧长、深度的临界影响间距,并提出腐蚀缺陷单个处理的依据。针对检测的腐蚀缺陷尺寸特点,确定环向相邻缺陷的影响间距。(4)考虑储罐静水压力荷载,建立由钢材屈服强度、罐壁腐蚀减薄量、环向应力和轴向应力表征的储罐腐蚀减薄可靠度计算模型,合理确定了参数的分布规律、偏差系数及标准差,并编制可靠度计算程序。(5)利用建立的可靠度计算模型与程序,全面分析了绥中36-1储罐罐壁不同腐蚀减薄量下的可靠度大小,基于API579确定10-3为储罐腐蚀失效概率准则,当前腐蚀缺陷下的储罐可靠度指标为5.89,临界失效概率对应的腐蚀深度为13mm。(6)基于储罐腐蚀减薄失效风险矩阵、腐蚀失效概率与安全影响面积,确定了在不同风速下储罐的风险等级为“中(M)”和“较高(MH)",合理提出了相应的安全补偿措施与腐蚀检测策略。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TE988
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 研究工作量
    1.6 研究创新点
第2章 绥中36-1储罐基础数据与现场检测
    2.1 绥中36-1原油储罐基础数据
        2.1.1 地理位置及自然条件
        2.1.2 储罐基本参数
        2.1.3 储罐几何尺寸和材料常规力学性能
        2.1.4 储存介质的特性
    2.2 壁厚检测结果
    2.3 现场检查与安全检查表分析
    2.4 本章小结
第3章 含腐蚀缺陷储罐应力有限元分析模型
    3.1 储罐应力分析方法
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 单元的选择
        3.2.2 腐蚀缺陷形状
        3.2.3 地基与罐底的接触分析
        3.2.4 网格划分
        3.2.5 边界条件
        3.2.6 载荷
    3.3 有限元模型验证
    3.4 本章小结
第4章 储罐不同凹槽腐蚀缺陷的应力分析
    4.1 目前腐蚀缺陷的应力分析
        4.1.1 1.5mm腐蚀缺陷深度
        4.1.2 3mm腐蚀缺陷深度
        4.1.3 腐蚀缺陷弧长增加对应力的影响分析
    4.2 发展腐蚀缺陷的应力分析
    4.3 相邻腐蚀缺陷有限元应力分析
        4.3.1 轴向分布
        4.3.2 环向分布
    4.4 本章小结
第5章 含腐蚀缺陷储罐可靠度模型
    5.1 可靠度计算模型基本参数
    5.2 储罐腐蚀减薄可靠度模型的建立
    5.3 程序编制
    5.4 计算分析
    5.5 本章小结
第6章 基于腐蚀减薄失效风险分析的建议措施
    6.1 储罐风险评估矩阵建立
    6.2 储罐腐蚀减薄失效概率
    6.3 储罐失效后果
    6.4 绥中36-1终端原油储罐风险等级
    6.5 储罐安全措施补偿系数的确定
    6.6 检测策略
    6.7 本章小结
第7章 结论与建议
    7.1 研究结论
    7.2 建议
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文

【参考文献】

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本文编号：2879320